新一代AI可尋物對講機

胡茵茵，李洋，王春燕，陳美薇，陳嘉靜，雷淵

摘要：人們在日常生活中常常會遇到因為遺忘個人物品的擺放位置，導致找不到物品的苦惱;另一方面，由于老年人記憶力衰退、年輕人丟三落四的壞習慣以及小孩戲耍打鬧，對定位物品的需求也成為問題。基于家庭場景的特殊性，筆者設想通過“新一代AI可尋物對講機”這一中控平臺，實現對各種貼上電子標簽的個人物品的精準定位。隨著AI+IOT迅速發展，萬物互聯成為一種發展趨勢。

關鍵詞：物聯網;RFID;嵌入式;對講機;可視尋物

中圖分類號：TP393? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）34-0095-02

在生活節奏不斷加快的今天，人們會因各種各樣的事情或原因而找不到自己的物品，比如拿的東西太多而落下某物，或因年紀大而記性差等，這樣給他們的生活帶來了很多的 麻煩。目前，我國對講機行業品牌企業數量超過60家，行業企業總數量達到了幾百家，行業企業規模大多較小，2018年我國對講機行業產量約1940萬部。從數量上來說，不論是專業對講機通信還是公眾低功率民用對講機通信，相對于公眾移動通信和整個通信市場而言都是非常微小的。主營業務來說，對講系統、智能家居收入占其主營業務收入的比例超過八成，其合作對象多為住房建設及地產開發商。市場上智能家居系統、對講等主要產品的需求量還是集中在房地產市場上。

本文提出的“新一代AI可尋物對講機”除單機基本功能的實現，更加利用無線網絡作為傳輸通道，打造云管端一體化的智能產品。筆者預期利用現有的開放接口快速搭建產品操作平臺，考慮結合如百度、阿里等廠商提供的智能終端行業解決方案以迅速實現產品的落地，讓每個“新一代AI可尋物對講機”可以更個性化、人性化地提供家庭服務，提高用戶的交互體驗，提供生活便利。

1系統的功能設計

本文基于物聯網、RFID標簽、嵌入式、ARM開發板、AI訓練等技術提出了新一代可視化對講機的設計方案。實現的功能包括：對講機尋物，通過電子標簽對物品的所在地點進行精準定位，解決遺忘物品位置的煩惱;智能門禁，通過嵌入兼容性的門禁系統對智能門鎖進行鏈接和控制，擴展門禁系統的控制，實現安全化、便捷化和智能化的門禁管理;事件響應，在用戶許可的前提下進行數據收集，對用戶習慣進行記錄和分析，并提供改善建議，對可能出現的危險進行報警和通知，進一步保障用戶的財產安全。

1.1對講機尋物

（1）離線尋物：用戶通過下達語音指令向對講機發起查詢請求，對講機天線發送信號查詢，并返回結果。用戶能夠查詢電子標簽的所在地，并對空間目標實行三維成像。

（2）在線尋物：用戶通過手機應用端或網頁端后臺查詢存儲在云端中的歷史標簽所在位置標記，并生成物品歷史移動軌跡，對物品目前所在范圍進行聯想、分析，從而實現物品的精準定位。

1.2事件響應

（1）指令喚醒：用戶可以通過預先設置好的語音指令喚醒對講機，并且對講機系統內部預設了日常場景的指令，在尋找物品時，標簽會做出反應。

（2）智能提醒：用戶自行選擇是否授權給對講機收集、備份和分析用戶習慣的權限，對講機AI能夠對用戶貼電子標簽的習慣數據進行整理和分析，自動學習記憶，生成報告，預測用戶的行為和需求，為用戶提供個性化的建議。

2系統的實現方案

2.1電子標簽

電子標簽RFID（Radio Frequency Identification）是無線射頻識別技術的數據載體，在這里筆者采用超高頻的Impinj H47/Alien Higgs-3芯片標簽，該芯片支持的EPC Class 1 Gen 2和ISO18000-6協議，采納了低成本的CMOS工藝與EEPROM技術，工作頻率在860 MHz到960MHz，尺寸為44mm×44mm，有小巧，使用便捷的優勢。該芯片還設置了一個64位工程代碼，是一個不可更改的唯一的序列號，結合EPC（Electronic Product Code）即電子產品編碼，可以實現對單品的獨特標記。

電子標簽上增加天線接口，以實現在極低的功率下能夠提供足夠的反射信號在更大的范圍上讀取標簽，電子標簽存儲的數據通過部署在中央控制主機上的基站式閱讀器進行實時更新與讀寫。

2.2聲紋識別技術

聲紋識別技術（Voiceprint Recognition Technology）是通過對人特有的聲音特征進行分析和識別，驗證說話人的一項技術。包含兩道程序，分別是聲紋注冊和聲紋認證，前者負責對語音信號進行處理，轉換為電信號，提取聲音特征、建立相應的數據模型;后者則負責對語音輸入的聲紋特征與前者建立的數據模型進行相似度匹配、比對判斷。當需要尋物時，對對講機說出指定口令，使標簽進行反饋，從而達到尋物的目的。如圖1。

3系統規劃及實現效果

3.1系統架構

在基于新一代可視化對講機的構建中，用戶需要自行下載App，首先從手機應用端進行物品的歸納整合和收集整理，在App端發起尋找物品的請求后，應用通過云端存儲的信息進行在線搜尋，實現物品的可視化分析查找。

即便對講機處于離線狀態，也可以通過所尋找的物品對應儲存信息的電子標簽，對講機在覆蓋物品的查收范圍內發送查找信號，最終將物品所屬的實際位置準確定位，實現對已備份物品的習慣移動軌跡進行可視化查找。

從系統規劃上分，該可視化對講機主要分為兩個部分：（1）客戶端：采用現在持有率較高的移動智能終端，配合開發者的手機App，方便對可視化對講機系統的操作和使用。（2）后臺管理端：采用AI智能識別，準確識別用戶需求。

3.2使用流程

首先，用戶使用App移動終端注冊并上傳物品對應標簽，儲存歸納后進行上傳云端處理，設置易丟失物品對應的語音指令。

其次，對講機可以通過App的錄入，讀取到物品所對應的口令。當發生物品丟失的情況下，加之用戶在不確定物品所在處時都可以下達語音指令，通過標簽發出的聲音以及在可視化對講機上進行對物品的精確查找。

最后，用戶可以在連接互聯網的同時可以通過云端數據查詢追蹤物品的歷史軌跡，從而確定物品的精確位置。如圖3。

3.3實現效果

待尋找物品可分為三類：1）長期使用的物品：例如鑰匙、錢包、現金等;2）間歇性使用的物品，例如電卡、水卡和代注冊證件等;3）歸納后長期未使用的物品，例如衣服、證件、證明材料等。進一步擴展對講機的功能，提供居家生活便利。重點改造目前對講機功能單一、使用率低的現象，增強對講機的用戶黏性。實現超長距離探測，循物時支持三維效果。

4結論與展望

本文中介紹的產品針對使用群體為記憶力下降的老年群體，以及容易丟三落四的年輕人，本文所提到的對講機的使用方法簡單易上手，適用于大部分人群，通過對講機的使用方式，意在幫助提高尋物效率，改善生活品質。

基于現有技術限制，尋物方式只能選擇查找歷史軌跡和物品對應標簽位置實現查找，所以該產品的局限性非常明顯，對于生活中使用頻率較高的物品查找很難實現100%的精準定位，未來可以通過智能掃描房屋空間，實時3D立體掃描技術對于空間中的每一個物品位置保持實時定位，屆時可通過本產品從事實層面上真正實現對于生活物品的精準定位。

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【通聯編輯：唐一東】